咖啡渣“出圈”

对于起早贪黑的上班族来说,咖啡的存在可以说是"曾经用来消遣,现在用来保命"。在城市的各商圈中,星巴克、Luckin等咖啡店络绎不绝;在写字楼里,咖啡机几乎已成标配。有数据统计,全球每年约消耗12000亿杯咖啡,与此同时,每年至少累计产出800万吨咖啡渣。咖啡在制备过程中会产生大量的咖啡渣,约占咖啡干豆的2/3。大部分咖啡渣最终被填埋,并会排放约50.4亿公斤的二氧化碳,简直就是个隐形的二氧化碳"制造器",给环境造成了污染。     

耦合膜分离的新型CO2低温捕集系统性能优化

CO₂捕集作为温室气体排放控制的有效手段已成为重要研究课题。作为新兴捕集技术之一，低温CO₂捕集因产品纯度高、无附加污染等优势受到关注。然而，该技术能耗和捕集率对于气体中CO₂浓度十分敏感，对于高CO₂浓度气体可获得较高的CO₂捕集率和较低能耗水平。基于此，本文提出了耦合膜分离的新型CO₂低温捕集系统，通过膜材料选择渗透性实现待捕集气体CO₂浓度主动调控，并在最优浓度下进行CO₂低温捕集。首先基于不同传统低温捕集系统特点，对比分析了不同耦合系统模式，从而确定了最优耦合系统结构。针对最优耦合系统进行了运行参数优化，并分别基于实现系统捕集能耗最低与捕集率最高的目标，获得了膜渗透侧CO₂浓度与进气CO₂浓度间的关系式，为该耦合系统中膜组件选型提供指导。研究表明，本文提出的耦合系统捕集能耗为1.92MJ/kgCO₂，相比于传统单一低温系统捕集能耗可降低16.5%。     

应用于钠冷快堆的超临界二氧化碳动力转换系统研究

超临界二氧化碳（SCO₂）布雷顿循环由于高效、紧凑和可避免钠水反应等特性而成为钠冷快堆的理想动力转换系统。本文以1 200 MWe大型池式钠冷快堆为系统热源，钠回路温度及热负荷为循环系统运行边界，对比研究了不同SCO₂布雷顿循环系统性能和关键设备性能的变化规律。研究发现，级间冷却再压缩循环与钠冷快堆热源特性匹配性最佳，且循环效率最高（40.7%）。进而研究了不同运行参数对级间冷却再压缩循环效率的影响规律，给出了循环系统效率对各关键影响因素的敏感度，发现循环系统效率对冷端参数的敏感度最强，其次为分流比和透平入口参数，对主压缩机级间压比的敏感度最弱。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性，并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明，酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响，先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中，H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳，在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h)，选择性达到91%。     

超临界二氧化碳太阳能热发电系统中集热蓄热颗粒及其性质研究现状

超临界二氧化碳（S-CO₂）太阳能热发电技术需要集热蓄热介质的工作温度能够达到1 000 ℃以上，以有效提升太阳能热发电效率和降低太阳能热发电成本。固体颗粒可作为集热蓄热工作介质应用于高温环境，其性质和筛选研究对于发展S-CO₂太阳能热发电技术至关重要。本文综述了近年来应用于太阳能热发电领域的各种集热蓄热颗粒及其性能研究，包括颗粒的光学性能、热物理性能、热稳定性和抗磨损性，进而总结和展望了集热蓄热颗粒的研究重点，指出目前缺乏对固体颗粒性能的全面分析研究，对颗粒表面改性以及通过添加颜料来制备高吸收率的粒子是新的研究热点，国内对于颗粒比热容的研究温度较低（800 ℃以下），需进一步加强颗粒比热容和导热系数的热循环稳定性研究，以及考虑颗粒磨损和失效导致的寿命缩短及颗粒不同性质导致的综合成本研究。     

水合物法模拟烟气分离CO_2的研究

利用自主研发的水合物法气体分离装置研究从烟气中分离CO2的工艺,考察了操作压力和气液流速率对分离过程中气体消耗量,CO2的分离效率以及水合物在浆液中的饱和度等参数的影响。结果表明,在一定条件下,利用分离装置可以实现大量处理烟气并分离提纯CO2,当模拟烟气为物质的量比为17/83的CO2/N2混合气时,一级分解气中的CO2的物质的量分数提高至约60.0%,二级分解气中CO2的物质的量分数可达约90.0%。     

MTO积炭催化剂在O2/CO2气氛中的再生动力学

为了开发一种既能满足甲醇/二甲醚制烯烃(DMTO)积炭催化剂再生要求,又可以富集再生尾气中CO_2技术,在热重分析仪上采用等温和非等温方法对工业流化床反应器中积炭催化剂进行O_2/CO_2气氛中的再生动力学研究。结果表明,积炭DMTO催化剂O_2/CO_2气氛中再生反应速率对催化剂积炭含量表现为一级反应。两种方法下得到的空气再生活化能有所不同,等温方法得到再生活化能约为70 kJ/mol,而非等温方法得到再生活化能约为80 kJ/mol。所得动力学对于O_2/CO_2气氛下燃烧再生器的设计和操作优化有重要的意义。     

利用石灰煤炭捕捉二氧化碳与应用技术

提出利用石灰捕捉发电厂排放的二氧化碳,利用煤炭消除水泥和钢铁厂排放的二氧化碳.采用石灰捕捉的优点为捕捉反应是放热反应,不需要供热,捕捉费用低,石灰可以循环使用,石灰石可以永久贮存,没有地方限制.利用石灰捕捉的二氧化碳处理垃圾塑料等,一方面可以消除白色污染,同时生产了大量一氧化碳,全人类每人每年可以使用1500 m3以上高热值清洁煤气,人们担心的能源枯竭、环境污染、气候变化这三个问题可望得到解决,同时也提出了"过度捕捉"问题.     

斜沟煤矿18205工作面CO2致裂增透最优钻孔布置参数研究

为了得到斜沟煤矿18205工作面CO2致裂爆破钻孔最优布置参数,提高煤层瓦斯透气性系数,依据物理爆破原理,推导出了二氧化碳致裂器爆破时产生裂隙圈半径的计算公式;并通过FLAC^3D数值模拟软件进行模拟,得出:爆破孔间距为7 m、爆破器间距为5 m时,液态CO2致裂爆破可实现最佳的增透效果,当爆破孔间距越大时,透气性系数提高幅度越大,煤层增透效果越显著,抽采效率越高。